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迎合USB供电的USB PD全球直流插座标准浮现?

时间:12-08 来源:互联网 点击:
USB缆线在原初设计上仅提供些微电力(2.5瓦),以供键盘、滑鼠、USB集线器等低用电产品运作,但随着愈来愈多移动电子产品在使用USB缆线与电脑传输外,也运用USB缆线对移动装置供电,过往的低供电量逐渐无法满足要求。

  为此USB-IF(USB Implementers Forum)于2007年订立了USB BC(Battery Charge) 1.0标准,提供了USB的供电电流,使USB缆线用于移动装置充电时更有充电效率,而后也陆续增修出USB BC 1.1版、1.2版。

  USB BC仅满足移动装置充电应用,另有一群业者期望USB线路的供电能供条码读取器使用,因而订立出PoweredUSB标准,最高可提供144瓦电能,不过PoweredUSB并未获USB-IF认可。

  USB-IF之后也随USB 3.0标准的订立而略提升USB的供电能力,自2.5瓦增至4.5瓦,但依然难满足大众需求,致使USB-IF于2012年提出USB PD(Power Delivery)标准,期望以USB PD取代USB BC,以及USB-IF不乐见的PoweredUSB。

  USB PD使用标准USB线路最高可携带100瓦电力,若用Micro-USB线路则可达60瓦电力,不仅适用于智能型手机,也适用于笔记型电脑、桌上型监视器等的供电。因此DIGITIMES Research推估,USB PD有可能成为全球的家庭直流电源插座的新标准,并侵蚀、影响传统家庭交流电源插座的价值地位。

  逐渐普及的USB电源插座

  

  USB插座愈来愈多

  近年来,有智能型手机、平板电脑的人,愈来愈常到处找寻Micro-USB缆线、USB电源配接器(俗称变压器,以下以此简称),因为他们需要替手机、平板充电,甚至在捷运站提供的充电桌,桌附近的墙面不仅提供一般110V电力插座,也顺便提供USB电力插座,想充电者可以省去待USB电源配接器,只需携带Micro-USB缆线(若为iDevice则携带Lightning缆线)即可充电。另外,也有业者新推行的电源延长线插座,除原有的110V插座外也随附USB插座,或者已??有建商在施工上也在110V插座随附USB插座,以及新款汽车也内建USB插座。

  手机统一用USB方式充电是自大陆开始,过去手机的充电器不具交换性,每换1款新手机,旧的充电器便一并丢弃,使充电器垃圾堆积如山,因而寻求统一,而2014年3月欧洲议会也以550票比12票通过充电器统一的法规(但未言明是否采行USB/Micro-USB)。

  在USB供电、充电愈来愈普及下,若USB插座、缆线只试用于手机、平板2种产品,则限缩其价值,因此USB-IF开始思考强化USB缆线的供电能力,期望扩展USB缆线供电、充电的应用范畴,因而订立出USB PD标准。

  USB PD规格标准早于2012年7月便已完成订立,但由于支援USB PD标准的缆线,需测试验证取得PD Aware的认证,因而需时间推展,直至2014年才逐渐展露。 USB PD是否能让USB供电、充电应用价值扩大?对未来产业甚至终端使用者的冲击与改变为何? DIGITIMES Research对此进行观察探讨。

  标准USB供电设计

  在USB PD标准未订立前,USB自身即有基础的供电能力。由个人电脑扮演的主控端(host),由于其电力来自电源插座,因此其USB埠可提供最大5V、500mA的电力。

  相对的,若个人电脑连接USB集线器(hub),且集线器运作的所有电能均由个人电脑的USB线路所提供,则USB集线器上的每个USB埠,仅能有5V、100mA的供电,其中USB集线器自身消耗约100mA,再把剩余的400mA分配给4个USB埠,典型的USB集线器多为4个USB埠。

  不过,若USB集线器自身也透过电压器取得电源插座的电力,则依然可以给每个USB埠5V、500mA电能,或者因电力的源源不绝,设计者可设计出具有更多USB埠的USB集线器,而非限定在典型的4个埠。

  无论如何,USB埠最糟情况下仍有5V、100mA电能可用,在这个最基础的供电条件下,至少让刚接入的USB装置能被电脑识别,而低用电的USB装置可完全只以5V、100mA电力运作,如USB随身碟。

  但较大电力需求的USB装置则需要更高电力,如USB外接硬碟,即需要5V、500mA电能,而更早期的USB外接硬碟需要更大的电力,否则无法驱动硬碟的马达运作,需要额外借用另一个USB埠的电能(权宜变通的截接方式,非正规用法),使电流量超越500mA,甚至自行配备变压器,自行取用电源插座的电力。类似的,印表机、扫瞄器等大型电子产品,也无法用5V、500mA电能驱动运作,都需要自行准备额外的变压器。

  标准USB集线器供电配分法

  

  针对充电应用订立的USB BC

  5V、100/500mA供电自1996年USB标准推行以来即是如此,但至2007年略有改观,2007年移动装置以USB埠充电的需求已开始增加,USB-IF因而订立出充电需求的规范,称为USB BC。

USB BC依然使用5V电压,但将电流量扩增,增至1,800mA,用意明显在于增强用USB埠充电时的充电效率,以免充了许久时间仅增加些

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